JP4122186B2 - ロボットハンド装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用ロボットに用いられるロボットハンド装置に関し、詳しくは手首先端部とハンド部とを接続する電線、エアホース等の処理の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロボットハンド装置は、回動(両方向に回転)可能な手首先端部と、該手首先端部に連結されると共に、手首先端部の動作により回動し、ワークを把持など成すハンドとを備え、ハンドと手首先端とは、電力供給、信号供給の電線、駆動用のエアを供給するエアホースが接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ハンドに接続される電線、エアホースは、ハンドとは同期して回動しないアーム等に接続固定されることが多い。したがって、手首先端部の軸の回動により電線、エアホースが引っ張られて手首先端部、ハンドに巻付くことにより、擦れや突っ張りに起因して電線などの被覆が損傷するおそれがあった。
したがって、上記問題を解決する技術として特開平９−１２３０８３号公報が発明されている。かかるロボットハンド装置は、回動可能なハンドと、該ハンドに円筒状のハウジング部及び軸部を介して連結されると共に、ハンド部の動作により回動し、ワークを把持など成す手首先端部とを備え、フラットケーブルを回動自在のハウジングの外周部に渦巻き状に巻き、該ハウジング及び軸部にエア通路を形成されたものである。かかる技術によれば、ハンド部が回動しても、フラットケーブルには、回動による捩れが生じせずに緩く渦巻き状に巻回された渦巻き部によりその捩れが吸収されるものである。
【０００４】
しかしながら、特開平９−１２３０８３号公報の上記ロボット装置は、ケーブルの巻回された渦巻き部により捩れを吸収するために、ケーブルの渦巻き量により外径が大きくなる。逆に、ケーブルの外径を小さくするためにハンドと手首先端部とを接続する軸部の径を小さくすると、剛性が低下するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ハンドと手首先端部とを接続する軸部の径を小さくしても剛性が向上すると共に、フラットケーブルの渦巻き量に依存せずに、ハンド部、手首先端部の回動よる電線等の捩れを吸収して電線などが損傷しないロボットハンド装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段、発明の作用及び効果】
第１の発明に係るロボットハンド装置は、回動可能なロボットの手首先端部と、ワークを動作対象とすると共に、前記手首先端部の動作により回動するハンド部と、前記手首先端部に連結された第１の円板と、第１の円板と対向して設けられて前記ハンド部に連結固定されると共に、第１の孔を有する第２の円板と、前記第１の円板と第２の円板とを連結する第１及び第２の円板よりも細い柱部とから成る伝達部材と、該第１、第２の円板のそれぞれに第１、第２の軸受けを介して固定されると共に、穿設された第２の孔を有する筒部材と、前記第１及び第２の孔に挿通されると共に、一端部が前記ハンド部に接続して連結固定され、他端部が前記手首先端部と非同期である前記ロボットを構成する部材に接続した可撓性部材とを備えたことを特徴とするものである。
かかるロボットハンド装置によれば、可撓性部材の一端がハンド部に連結固定され、可撓性部材の他端部が手首先端部と非同期であるロボットを構成する部材に接続された状態で、手首先端部が回動すると、ハンド部も回動して、可撓性部材の一端がハンド部の回動に伴って移動することにより筒部材が可撓性部材に押されて回動し、ハンド部又は手首先端部における可撓性部材の捩れ量を減少しながら可撓性部材の撓みが筒部材の空間部にて吸収される。
しかも、伝達部材の柱部が第１及び第２の円板よりも細くても、伝達部材と軸受けを介して固定した筒部材により柱部を補強してハンド部を支えるので、ハンド部と手首先端部との固定の剛性の低下を防ぎながら、可撓性部材が捩れてハンド部又は手首先端部に巻つくことを防止できるという効果がある。
【０００７】
第２の発明に係るロボットハンド装置は、開口と側部と底部とを有する略コップ形状で、前記側部又は前記底部に第３の孔が穿設され、前記開口部側が第２の円板に固定されると共に、前記底部が前記ハンド部に固定されたフランジ部材を備え、可撓性部材が第１の孔、前記開口部を経由して前記第３の孔から挿通される、ことを特徴とするものである。
かかるロボットハンド装置によれば、フランジ部材がハンド部に固定されてフランジ部材の側面部から可撓性部材を引き出すと、ハンド部の径が大きくても可撓性部材を筒部材から容易に引き出すことができるという効果がある。
【０００８】
第３の発明に係るロボットハンド装置は、伝達部材またはフランジ部材と筒部材との回転量を制限するストッパー手段を備えたことを特徴とするものである。かかるロボットハンド装置によれば、ストッパー手段により伝達部材またはフランジ部材と筒部材との相対移動量を制限したので、可撓性部材の捩れを抑制できるという効果がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１乃至図３によって説明する。図１は、ロボットハンド装置の断面図、図２は図１の矢視ＩＩ−ＩＩによる断面図、図３は図１の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図である。
図１乃至図３において、ロボットハンド装置１は、回動可能な円柱状の手首先端部２と、手首先端部２と非同期であるロボットを構成する部材としての例えばアーム部材３と、ワーク(図示せず)を把持などの動作対象とし、手首先端部２に連結されると共に、手首先端部２の動作により回動する円柱部を有するハンド部６と、手首先端部２に連結された円板状の第１の円板４ａと、第１の円板４ａと対向して設けられてハンド部６に連結固定されると共に、略ヘ字状の第１の孔４ｅを有し、第１の円板４ａよりも外形の大きい第２の円板４ｃと、断面略Ｉ形状で、第１の円板４ａと第２の円板４ｃとを連結する第１及び第２の円板４ａ，４ｃよりも細い中央部に設けられた円柱状の柱部４ｈとから成る伝達部材４とを備えている。
【００１０】
筒部材１２は断面逆Ｌ形状で、該第１、第２の円板４ａ，４ｃのそれぞれに第１、第２の軸受け８，１０を介して固定されると共に、側面部に穿設された第２の孔１２ｅを有し、伝達部材４に対して回動可能に形成されており、ゴム製のブッシュ１５が第２の孔１２ｅに係合され、第１及び第２の軸受け８，１０は、内輪が伝達部材４の第１及び第２の円板４ａ，４ｃの外周面に固定され、外輪が筒部材１２の内周面に固定されている。
ここで、筒部材１２を設けたのは、伝達部材４の柱部４ｈのみで手首先端部２とハンド部６とを接続すると剛性が低下するからである。また、筒部材１２を回動可能にしたのは、可撓性部材としての例えばエアホース又は電線１６の移動により筒部材１２が押されて回動させることにより電線１６の捩れを少なくするためである。
【００１１】
電線１６は、伝達部材４の孔４ｅ，筒部材１２の孔１２ｅに挿通されると共に、筒部材１２の内面と伝達部材４の柱部４ｈとにより形成される空間部１２ｓを通り、伝達部材４の柱部４ｈの内面を通すと共に、電線１６の一端部がハンド部３に略逆Ｕ形状のクランプ片１８によって固定され、電線１６の他端がアーム３部材に接続固定されている。
ここで、筒部材１２の空間部１２ｓを形成したのは、電線１６が筒部材１２を回動しても空間部１２ｓを自由に移動させるためである。
好ましくは、フランジ部材１４の底部１４ｄをハンド部６の端面に係合固定しても良い。ここで、フランジ部材１４は、開口１４ａと側部と底部１４ｄとを有する略コップ形状で、側部に第３の孔１４ｅが穿設され、開口１４ａ側が伝達部材４の円板４ｃに固定されており、電線１６が伝達部材４の孔４ｅ、開口部１４ａを経由して筒部材１２の孔１２ｅから挿通されている。
【００１２】
さらに、図３に示すように伝達部材４またはフランジ部材１４と筒部材１２の一方の端部に第１の突起１２ｔを形成し、フランジ部材１４の上端部に設けられた略扇形の第２の突起１４ｔとを形成することにより筒部材１２の突起１２ｔとフランジ部材１４の突起１４ｔとを当接させて、筒部材１２の回転移動量Ｌ1，Ｌ2のように制限するストッパー手段を備えている。
【００１３】
上記のように構成されたロボットハンド装置の動作を図１乃至図３によって説明する。
いま、ロボットの手首先端部２が回動すると、伝達部材４、筒部材１２、フランジ部材１４を介してハンド部６が回動して、ハンド部６がワーク(図示せず)を把持する。手首先端部２が回動すると、電線１６の一端部がフランジ部材１４にクランプ片１８によりハンド部６に連結固定されているので、アーム部材３に固定された電線１６の他端部が引っ張られて筒部材１２を回動して、筒部材１２の空間部１２ｓにより電線１６の捩れ量が吸収される。したがって、電線１６がハンド部６又は手首先端部２に巻つくことを防止できる。しかも、伝達部材４の柱部４ｈが第１及び第２の円板４ａ，４ｃよりも細くても、伝達部材４と軸受け８，１０を介して固定した筒部材１２とによってハンド部６を支えるので、手首先端部２とハンド部６との接続における剛性の低下を防止できる。
【００１４】
さらに、筒部材１２の第１の突起１２ｔと、フランジ部材１４の第２の突起１４ｔとにより、筒部材１２の回動移動量(回動角度)Ｌ1，Ｌ2のように制限するので、電線１６の捩れをより抑制できるものである。
また、ハンド部６に固定されたフランジ部材１４を設けたので、フランジ部材１４の側面部から電線１６を引き出せる。したがって、ハンド部６の径が大きくても、電線１６を筒部材１２から容易に引き出してハンド部６に連結固定することができる。
【００１５】
なお、図４に示すようなロボット装置１００は、上記実施の形態に示したフランジ部材１４の代りに、開口１１４ａを有する略コップ形状で、底部に第３の孔１１４ｅが穿設され、開口１４ａ部側が伝達部材４の円板４ｃに固定されたフランジ部材１１４を備え、電線１６が第３の孔１１４ｅを通してハンド部６に接続されている。かかるロボット装置１００によれば、電線１６がフランジ部材１１４の外部にでることなく、ハンド部６に配線される。したがって、ハンド部６の周囲に電線１６が露出しないので、ワークの形状等に影響されにくいコンパクトなハンド部６を形成することができる。
【００１６】
また、図５に示すようなロボット装置２００は、上記実施の形態に示したようにフランジ部材１４，１１４を設けることなく、伝達部材４の円板４ｃの底面にハンド部６の天面に係合固定し、伝達部材４の第１の孔４ｅにブッシュ１５を係合しても良い。このような実施の形態によれば、ハンド部６の外形が小さいとフランジ部材１２を省略できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態によるロボットハンド装置の手首部とハンド部との接続部の断面図である。
【図２】 図１の矢視ＩＩ−ＩＩによる断面図である。
【図３】 図１の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図である。
【図４】 他の実施の形態によるロボットハンド装置の手首部とハンド部との接続部の断面図である。
【図５】 他の実施の形態によるロボットハンド装置の手首部とハンド部との接続部の断面図である。
【符号の説明】
１ ロボットハンド装置、２ ロボットの手首先端部、３ アーム部材、４ 伝達部材、４ａ 第１の円板、４ｃ 第２の円板、４ｅ 第１の孔、４ｈ 柱部、６ ハンド部、８ 第１の軸受け、１０ 第２の軸受け、１２ 筒部材、１２ｅ 第２の孔、１２ｓ 筒部材の空間部、１２ｔ 第１の突起、１４ フランジ部材、１４ａ 開口、１４d 底部、１４ｔ 第２の突起、１６ 電線(可撓性部材)。

Claims (3)

1. 固定部と、
   前記固定部に対して回動する手首部と、
   ワークを把持するハンド部と、
   前記手首部に固定された第１の円板、該第１の円板に対向して設けられて前記ハンド部に固定されるとともに第１の孔を有する第２の円板、および前記第１の円板と前記第２の円板とを一体に接続する両円板の直径よりも細い軸径の柱部から成る伝達部材と、
   可撓性を有し前記柱部に螺旋状に巻かれて前記第１の孔を挿通するとともに一端部が前記固定部に延び他端部が前記ハンド部に延び前記ハンド部の回動にともない螺旋状部を前記柱部回りで伸縮される電線と、
   筒状をなし前記柱部の周囲に同軸に配置され前記第１の円板および前記第２の円板の外周部にそれぞれ設けられた軸受けにより両端部を回転自在に支持され、前記電線を挿入する第２の孔が形成されるとともに、前記柱部との間に前記電線の螺旋状部が収納される空間を形成する筒部材と
   を備えたことを特徴とするロボットハンド装置。
2. 有底筒状を成し、側部または底部に第３の孔が穿設され、開口部側が前記第２の円板に固定されると共に、前記底部が前記ハンド部に固定されたフランジ部材を備え、
   前記電線が前記第１の孔および前記開口部を経由して前記第３の孔から延出される
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド装置。
3. 前記伝達部材と前記筒部材との間に相互間の回動量を制限するストッパー手段を
   備えたことを特徴とする請求項１または２のロボットハンド装置。

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